Nghiên cứu, nâng cấp hệ thống điều khiển dây chuyền nhà máy sản xuất gạch tuynel

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI


















LÊ QUANG HẢI



NGHIÊN CỨU, NÂNG CẤP HỆ THỐNG ðIỀU KHIỂN
DÂY CHUYỀN NHÀ MÁY SẢN XUẤT GẠCH TUYNEL


LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT ðIỆN
MÃ SỐ: 60.52.02.02


GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TS. NGÔ TRÍ DƯƠNG








HÀ NỘI - 2013

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

i

LỜI CAM ðOAN



Tôi xin cam ñoan: Luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng tôi, ñược
thực hiện dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Ngô Trí Dương.
Các số liệu, kết quả trình bày trong bản luận văn là trung thực có nguồn gốc và
trích dẫn rõ ràng.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình.

Hà nội, ngày 26 tháng 03 năm 2013
Người thực hiện




Lê Quang Hải

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

ii

LỜI CÁM ƠN


Lời ñầu tiên cho phép tôi ñược xin gửi lời cám ơn tới các Thầy Cô giáo những
người ñã trực tiếp giảng dậy và truyền ñạt kiến thức cho tôi, ñó là những nền tảng cơ
bản, hành trang vô cùng quí giá trong cuộc sống. ðặc biệt là thầy giáo T.S Ngô Trí
Dương phó chủ nhiệm khoa Cơ - ðiện Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội người ñã
trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Tôi cũng xin gửi lời cám ơn tới gia ñình, bạn bè, ñồng nghiệp và cơ quan ñã có
sự giúp ñỡ, ñộng viên trong suốt thời gian học tập và làm luận văn.
Trong quá trình thực hiện ñề tài do kiến thức và thời gian còn hạn chế nên ñề
tài không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận ñược ý kiến của các Thầy Cô
giáo và các bạn ñồng nghiệp ñể bản luận văn ñược hoàn chỉnh hơn !
Xin trân trọng cám ơn !

Hà nội, ngày 26 tháng 03 năm 2013
Học viên





Lê Quang Hải
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ðOAN………………………………………………………………………i
LỜI CẢM ƠN.………………………….…………………………………………… ii
MỤC LỤC ……………………………………………………………………………iii
DANH MỤC BẢNG ………………………………………………………………….vi
DANH MỤC HÌNH ………………………………………………………………….vii
DANH MỤC VIẾT TẮT…………………………………………………………….viii

MỞ ðẦU 1

1. ðặt vấn ñề 1

2. Mục tiêu của ñề tài 2

3. Nội dung nghiên cứu 2

4. Phương pháp nghiên cứu 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY VÀ DÂY CHUYỀN SẢN
XUẤT GẠCH
3

1.1. Tổng quan về Nhà máy 3

1.2. Tổng quan về dây chuyền nhà máy 4

1.2.1. Khái niệm 4

1.2.2. Sơ ñồ công nghệ dây chuyền sản xuất gạch tuynel 5

1.2.3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm 7

1.2.4. So sánh giữa gạch tuynel và gạch thường: 9

1.2.5. Các hệ máy trong dây chuyền sản xuất 11

1.2.6. Hầm sấy - lò nung tuynel: 21

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, ðÁNH GIÁ HỆ THỐNG DÂY CHUYỀN
NHÀ MÁY
25

2.1. Sơ ñồ ñiều khiển hệ thống 25

2.1.1. Sơ ñồ khối ñiều khiển (Phụ lục 1) 25

2.1.2. Sơ ñồ mạch ñiều khiển (Phụ lục 2) 25

2.1.3. Trung tâm ñiều khiển 25

2.1.4. Thiết bị cấp trường 27

2.1.5. Lưu ñồ thuật toán của hệ thống dây chuyền 27

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

iv

2.2. Phân tích hệ thống 29

2.2.1. Hệ thống cấp liệu 29

2.2.2. Hệ thống ñiều khiển máy trộn liệu 30

2.2.3. Hệ thống cán thô 32

2.2.4. Hệ thống máy nhào lọc 33

2.2.5. Hệ thống máy cán mịn 35

2.2.6. Hệ thống nhào ñùn ép 36

2.2.7. Hệ thống cắt tự ñộng 38

2.3. Hệ thống ñiều khiển Hầm lò tuynel 40

2.3.1. Nguyên lý hoạt ñộng Hầm sấy 40

2.3.2. Nguyên lý hoạt ñộng lò nung 41

2.4. Lưu ñồ thuật toán ñiều khiển lò nung tuynel 43

2.5. Nhận xét ñánh giá về hệ thống 44

CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP - NÂNG CẤP HỆ THỐNG 46

3.1. Xây dựng giải pháp và Nâng cấp hệ thống 46

3.1.1. Mục ñích 46

3.1.2. ðề xuất các giải pháp 46

3.2. Giải pháp công nghệ nâng cấp hệ thống ñiều khiển nhiệt ñộ 47

3.2.1. Sơ ñồ khối ñiều khiển nhiệt ñộ lò khi ứng dụng biến tần 47

3.2.2. Ứng dụng biến tần ñiều khiển nhiệt ñộ lò 47

3.3. Nâng cấp hệ thống 54

3.3.1. Bộ ñiều khiển lập trình PLC S7-300 55

3.3.2. Xây dựng chương trình ñiều khiển dây chuyền thiết bị CBTH 60

3.3.3. Chương trình ñiều khiển hoạt ñộng của dây chuyền (Phụ lục 4) 66

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

v

CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HOẠT ðỘNG DÂY CHUYỀN 67

4.1. Tổng quan về hệ thống giám sát 67

4.2. Thiết lập giao diện ñiều khiển, giám sát dây chuyền sản xuất 67

4.2.1 Tạo Graphics designer 67

4.2.2. Tạo các Tag cho chương trình 69

4.2.3. Tạo giao diện hình ảnh 70

4.2.4. Tạo thuộc tính cho ñối tượng 74

4.3. Chạy chương trình mô phỏng hệ thống 76

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77

1. Kết luận: 77

2. Kiến nghị 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

vi

DANH MỤC BẢNG


Bảng 1.1: Chỉ tiêu phẩm cấp 7
Bảng 1.2: Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm 8
Bảng 1.3: So sánh một số chỉ tiêu chất lượng giữa 2 loại sản phẩm 9
Bảng 1.4: Thông số kỹ thuật lò tuynel 21
Bảng 3.1. So sánh giữa hai hệ thống 53
Bảng 3.2. Bảng phân công tín hiệu vào ra 62

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

vii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.0: Sơ ñồ công nghệ dây chuyền sản xuất 5
Hình 1.1: Cấu tạo máy cấp liệu 11
Hình 1.2: Máy nhào trộn 12
Hình 1.3: Cấu tạo máy nghiền thô 14
Hình 1.4: Cấu tạo máy nhào lọc 15
Hình 1.5: Máy cán mịn 16
Hình 1.6: Máy Nhào ðùn ép 17
Hình 1.7: Máy cắt gạch 19
Hình 1.8: Băng tải 20
Hình 1.9: Sơ ñồ công nghệ lò nung 22

Hình 1.10: Gạch mộc………………………………………………………… 22
Hình 1.11: Kho than 23
Hình 1.12: Hệ lò……………………………………………………………… 23
Hình 1.11: Theo dõi nhiệt ñộ lò
24
Hình 1.12: Gạch mộc chuẩn bị ñưa vào lò…………………………………… 24
Hình 1.13: ðồng hồ nhiệt ñộ lò 24
Hình 1.14: Một số hình ảnh hoạt ñộng, Sản phẩm của nhà máy 24
Hình 2.1: Trung tâm ñiều khiển 25
Hình 2.2: Kết cấu bên trong TT ñiều khiển 26
Hình 2.3:Lưu ñồ thuật toán ñiều khiển dây chuyền 28
Hình 2.4: Hệ thống máy cấp liệu ñất và than 29
Hình 2.5: Hệ thống máy nhào trộn 30
Hình 2.6: Hệ thống máy cán thô 32
Hình 2.7: Máy nhào lọc có lưới lọc 33
Hình 2.8: Hệ thống máy cán mịn 35
Hình 2.9: Hệ thống máy nhào ñùn-ép 36
Hình 2.10: Máy cắt tự ñộng 38
Hình 2.11: Hệ thống theo dõi nhiệt ñộ lò nung 40
Hình 2.12: Lưu ñồ thuật toán ñiều khiển lò nung 43
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

viii

Hình 3.1: Sơ ñồ khối ñiều khiển nhiệt ñộ khi lắp biến tần 47
Hình 3.2: Nguyên lý hoạt ñộng của biến tần 48
Hình 3.3: Biểu ñồ ñường ñặc tính giữa hai hệ thống 52
Hình 3.4: Sơ ñồ cấu trúc PLC 55
Hình 3.5: Lưu ñồ thuật toán ñiều khiển cân ñịnh lượng cho nguyên liệu
ñầu vào than và ñất 65

Hình 4.1: Hệ thống sau khi ñược thiết kế 73
Hình 4.2: Giao diện màn hình chạy mô phỏng hệ thống 76

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

1

MỞ ðẦU
1. ðặt vấn ñề
Trong những năm qua, ðảng và Nhà nước ñã có nhiều chủ trương, chính sách
phát triển khoa học công nghệ và ñã ñạt ñược những thành tựu ñáng kể. Khoa học –
Công nghệ ñã góp phần quan trọng trong phát triển sản xuất, nâng cao năng suất, chất
lượng sản phẩm của các doanh nghiệp. Bên cạnh ñó thúc ñẩy kinh tế ñất nước, ñảm
bảo an sinh xã hội và chế ñộ chính trị ñược ổn ñịnh. Nhiều thành tựu mới về khoa học
công nghệ ñã ñược áp dụng vào thực tiễn sản xuất, ñời sống.
Nghị quyết ðại hội ðảng toàn quốc lần thứ X, XI ñều ñã xác ñịnh tiến trình xây
dựng ñất nước trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện ñại hoá, phấn ñấu ñến năm 2020
nước ta trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện ñại. Từ nay ñến thời ñiểm ñó,
ngay từ bây giờ chúng ta phải ñẩy mạnh nền kinh tế phát triển nhanh nhưng phải ñồng
bộ trên tất cả các lĩnh vực: hạ tầng kỹ thuật ñô thị, nông thôn; lĩnh vực công nghiệp,
nông nghiệp, giao thông dịch vụ thì mới ñáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế-xã hội.
Bắc Ninh, cùng với ñịnh hướng chung của ñất nước, tại các kỳ ðại hội ñảng bộ
của tỉnh ñã ñề ra phấn ñấu ñến năm 2015 Bắc ninh cơ bản trở thành tỉnh công nghiệp
theo hướng hiện ñại và ñến năm 2020 là thành phố trực thuộc Trung ương. Sau 15 năm
tái lập tỉnh, ñến nay kinh tế của Bắc Ninh luôn luôn tăng trưởng với tốc ñộ cao, hạ
tầng kỹ thuật ñô thị-nông thôn, sản xuất công nghiệp ñược ñẩy mạnh với các ngành
nghề khác nhau. Nhiều nhà máy, doanh nghiệp sản xuất áp dụng kỹ thuật tiến bộ công
nghệ mới tạo ra nhiều sản phẩm có chất lượng ñảm bảo như : sản xuất giấy Tisue cao
cấp, kính an toàn, linh kiện ñiện tử, sản xuất thép, giấy tái chế, vật liệu xây dựng.v.v
ñã tạo ra thương hiệu riêng và chiếm lĩnh thị trường.

Qua nghiên cứu và xem xét thực tế phát triển sản xuất công nghiệp trên ñịa bàn,
trong lĩnh vực sản xuất vật liệụ xây dựng cụ thể là sản xuất gạch tuynel ñã và ñang
phát triển mạnh với số lượng hiện nay là trên 50 nhà máy, ñã góp phần tăng trưởng giá
trị sản xuất công nghiệp trên ñịa bàn, phát triển kinh tế-xã hội. Mặt khác, với việc sử
dụng công nghệ mới trong sản xuất mà tỉnh ñã giảm thiểu những tác ñộng ảnh hưởng
của những lò gạch thủ công trước kia về môi trường và ảnh hưởng ñến ñời sống kinh
tế xã hội.
Tuy nhiên, việc ứng dụng kỹ thuật tiến bộ mới vào trong dây chuyền sản xuất
còn chưa phát triển, phần lớn các khâu trong hệ thống vẫn bán tự ñộng dẫn ñến chất
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

2

lượng sản phẩm còn chưa ñảm bảo, hiệu suất làm việc không cao, tiêu hao nhiều năng
lượng, hiệu quả kinh tế thấp.
Xuất phát từ thực tế ñề tài: “ Nghiên cứu, nâng cấp hệ thống ñiều khiển dây
chuyền sản xuất gạch tuynel ” ñể ñáp ứng nhu cầu ñặt ra ở trên.
2. Mục tiêu của ñề tài
- Khảo sát tình hình hoạt ñộng sản xuất của Nhà máy. Trong nhóm dây chuyền
sản xuất, tập trung khảo sát hệ thống ñiều khiển chế biến nguyên liệu ñầu vào, ñùn ép
sản phẩm, bộ phận phối nhào trộn.v.v
- Phân tích, ñánh giá hệ thống dây chuyền hoạt ñộng của nhà máy.
- ðề xuất giải pháp nâng cấp một khâu, một công ñoạn trong hệ thống dây
chuyền, nhằm nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm và tiết kiệm chi phí trong
sản xuất.
3. Nội dung nghiên cứu
- Thống kê, ñánh giá tình hình hoạt ñộng của các nhà máy gạch tuynel trên ñịa
bàn tỉnh. Chủ trương chính sách của ðảng, Nhà nước và ñịa phương trong việc quy
hoạch và phát triển ngành nghề sản xuất vật liệu xây dựng.
- Nghiên cứu, phân tích dây chuyền sản xuất, từng khâu, từng bộ phận trong hệ

thống sản xuất của nhà máy.
- Lựa chọn giải pháp nâng cấp hệ thống ñiều khiển cho phù hợp, nâng cao hiệu
suất làm việc và hiệu quả hoạt ñộng sản xuất của nhà máy.
4. Phương pháp nghiên cứu
Hướng nghiên cứu của luận văn lựa chọn Công ty Cổ phần Xây dựng Hạ long-
Nhà máy gạch tuynel Châu phong huyện Quế Võ tỉnh Bắc Ninh ñể nghiên cứu ñây là
nhà máy có công suất lớn với công suất thiết kế 40triệu viên/năm.
ðề tài sẽ tiến hành phối hợp với lãnh ñạo công ty và các cán bộ kỹ thuật ñể tìm
hiểu những khó khăn vướng mắc trong quá trình hoạt ñộng sản xuất của hệ thống dây
chuyền thiết bị và những ý kiến ñề xuất. Trên cơ sở ñó phân tích hệ thống, lựa chọn ñề
xuất giải pháp nâng cấp hệ thống trong dây chuyền sản xuất.



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
VỀ NHÀ MÁY VÀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH

1.1.Tổng quan về Nhà máy
Trong những năm qua, cùng với những bước phát triển chung của nền kinh tế
ñất nước, tốc ñộ xây dựng cơ bản ngày càng gia tăng kéo theo nhu cầu về vật liệu xây
dựng ngày càng tăng cả về số lượng, chất lượng và chủng loại sản phẩm. Kể từ khi dây
chuyền sản xuất gạch tuynel ñi vào hoạt ñộng ñến nay ngành sản xuất vật liệu xây
dựng gạch, ngói ñất sét nung ñã có nhiều thay ñổi không ngừng ứng dụng công nghệ
kỹ thuật tiến bộ mới vào sản xuất, ñổi mới dây chuyền thiết bị, nâng cao năng suất,
chất lượng sản phẩm góp phần bảo vệ môi trường sinh thái, sức khỏe cộng ñồng dân
cư. Tính ñến năm 2007 sản xuất gạch, ngói toàn quốc ñạt trên 21 tỷ viên QTC/năm,

trong ñó ñã có khoảng 500 dây chuyền sản xuất bằng lò nung tuynel ñược ñầu tư công
suất từ 15 ñến 40 triệu viên QTC/năm. Dự kiến ñến năm 2020 sản lượng gạch trên
toàn quốc ước ñạt 40 ñến 42 tỷ viên. Các doanh nghiệp ñược ñầu tư hệ lò này ñã ñi
vào hoạt ñộng ổn ñịnh, ñạt hiệu quả tốt.
Bắc Ninh là tỉnh thuộc vùng ñồng bằng Bắc bộ và nằm trong vùng trọng ñiểm
kinh tế Hà Nội-Hải Phòng-Quảng Ninh, và cũng là tỉnh có mức ñộ tăng trưởng kinh tế
cao. Với phương hướng phấn ñấu ñến năm 2020 cơ bản trở thành tỉnh công nghiệp,
ñến nay tỉnh ñã triển khai xây dựng các khu công nghiệp với diện tích trên 2500ha,
bên cạnh ñó tỉnh còn quy hoạch và phát triển các cụm công nghiệp làng nghề và các
khu công nghiệp vừa và nhỏ hiện có. Do ñó, có thể thấy ñược nhu cầu xây dựng hạ
tầng ở các khu vực này rất lớn. Hiện năng lực sản xuất của các cơ sở sản xuất gạch
trong tỉnh chưa ñủ cung cấp cho thị trường trong và ngoài tỉnh.
Nhà máy gạch tuynel ñược xây dựng tại khu qui hoạch sản xuất vật liệu xây
dựng thuộc ñịa phận xã Châu phong, huyện Quế võ tỉnh Bắc Ninh với diện tích mặt
bằng là 5 ha ñể xây dựng nhà máy, khu khai thác nguyên liệu khoảng 20ha tại mỏ khai
ñã ñược quy hoạch 86,4ha tại thôn Vân Xá , xã Cách Bi-huyện Quế Võ - Tỉnh Bắc
Ninh cách vị trí dự kiến xây dựng nhà máy khoảng 7 km ñã ñược tỉnh Bắc Ninh quy
hoạch vào vùng khai thác nguyên liệu sản xuất gạch tuynel giai ñoạn 2008-2015. Theo
tính toán trữ lượng nguyên liệu ñủ cung cấp cho nhà máy hoạt ñộng ổn ñịnh khoảng
20-25 năm. Nhà máy bắt ñầu ñi vào hoạt ñộng sản xuất từ năm 2010, với công suất 40
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

4

triệu viên QTC/năm. Từ khi ñi vào hoạt ñộng sản xuất và cung cấp gạch tuynel cho thị
trường Bắc Ninh và các ñịa phương lân cận ñến nay sản phẩm gạch tuynel của nhà
máy ñã ñược khẳng ñịnh trên thị trường, ñời sống cán bộ công nhân viên ổn ñịnh, góp
phần phát triển kinh tế xã hội tại ñịa phương.
1.2. Tổng quan về dây chuyền nhà máy
1.2.1. Khái niệm

Về dây chuyền sản xuất gạch tuynel:
Dây chuyền sản xuất gạch tuynel là dây chuyền sản xuất thay thế loại hình sản
xuất gạch thủ công trước ñây, gạch ñược sản xuất ra có chất lượng vượt trội với những
ưu ñiểm chính về chất lượng, ña dạng hóa về chủng loại mẫu mã sản phẩm, có ñộ cứng
cao và ñộ hút nước thấp, mức ñộ tiêu hao nguyên liệu, nhiên liệu thấp và ñặc biệt là
cải thiện ñiều kiện làm việc cho người lao ñộng, giảm thiểu mức ñộ ảnh hưởng môi
trường sinh thái và cộng ñồng dân cư.
ðặc trưng của việc sản xuất gạch tuynel là tự ñộng trong dây chuyền sản xuất, nhờ
quy trình sản xuất cơ giới hoá từ nguyên liệu ñầu vào cho ñến sản phẩm ñạt các chỉ số về
cơ học như cường ñộ nén, ñộ hút ẩm, uốn… ñảm bảo theo tiêu chuẩn Việt Nam.
Về sản phẩm gạch tuynel:
Gạch tuynel là loại gạch dùng trong xây dựng nhà ở và các công trình dân dụng
khác, sử dụng nguyên liệu ñất sét dẻo phối trộn với với một số nguyên liệu theo chỉ
tiêu nhất ñịnh và ñược tạo hình qua dây chuyền thiết bị thành phẩm loại gạch mộc
ñược phơi sau ñó ñược xếp chuyển lên goòng, ñưa vào sấy nung bằng lò tuynel. Sản
phẩm gạch sau khi ra lò ñạt các chỉ tiêu về cường ñộ nén, uốn, ñộ hút ẩm, chất lượng
mầu sắc và thành phần hóa ñạt tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1450-1998 cho sản xuất
gạch tiêu chuẩn.
Về bản chất sự liên kết tạo hình, gạch tuynel khác hẳn gạch nung bằng lò thủ
công (gạch ñất nung). Quá trình sử dụng gạch tuynel, do các phản ứng hoá ñá cùng với
quá trình công nghệ sản xuất mà thành phần hỗn hợp trong gạch sẽ tăng dần ñộ bền
theo thời gian. Qua quá trình kiểm nghiệm, phân tích thử nghiệm tại các phòng thử
nghiệm ñược công nhận trong và ngoài nước ñều cho kết quả tốt về ñộ bền, ñộ rắn của
gạch tuynel.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

5

1.2.2. Sơ ñồ công nghệ dây chuyền sản xuất gạch tuynel

Hình 1.0: Sơ ñồ công nghệ dây chuyền sản xuất
Kho nguyên liệu
Máy ủi, máy xúc
Cấp liệu
Băng tải
C
ấ
p li
ệ
u

Băng tải 1
Máy nhào thái
Băng tải 2
Máy cán thô
Băng tải 3
Máy nhào lọc
Băng tải 4
Máy cán mịn
Băng tải 5
Máy nhào ñùn ép
Máy cắt tự ñộng
Phơi tại nhà phơi
Hầm tuynel
Lò nung tuynel
Kho than
Máy nghiền than

Nước bổ sung
Than nghiền mịn

Thành phẩm:
phân lo
ạ
i
-
x
ế
p kho

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

6

*) Mô tả quá trình công nghệ:
a. Khai thác và dự trữ nguyên liệu.
ðất ñược khai thác tại mỏ nguyên liệu, tập kết trong kho chứa ngoài trời, tại
ñây ñất ñược ngâm ủ, phong hoá làm khô ít nhất 3 tháng. Các tạp chất hữu cơ có lẫn
trong ñất có thời gian ñể phân huỷ làm tăng chất lượng ñất. Ngoài ra, còn là nơi dự trữ
ñể chủ ñộng nguyên liệu ñất trong những ngày mưa ẩm.
b.Gia công nguyên liệu và tạo hình sản phẩm
Nguyên liệu tại kho ngoài trời sau khi ñã phong hoá ñược ủ vào kho và có mái
che, sau ñó dùng máy cuốc, gầu ngược ñưa ñất vào máy cấp liệu, ñất theo băng tải tới
máy nhào thái, máy cán thô, máy nhào lọc, máy cán mịn, máy ñùn ép. Mặt khác các
loại nguyên liệu gầy, gồm bìa than, ñá sít, xỉ than, gạch vỡ, theo dây chuyền nghiền
ñược cấp trộn vào máy nhào trộn cùng với nguyên liệu dẻo tại ñây các loại nguyên
liệu, nhiên liệu ñược trộn ñều với nước cấp thêm sau ñó tới các máy cán thô, nhào lọc,
cán mịn ñùn ép với lực ép cao.
Các loại than qua lửa và một phần than cám 5B, cám 6 ñược nghiền mịn ( cỡ
hạt 0,8 mm) ñược máy pha than tự ñộng rải ñều phếu cấp liệu của máy nhào trộn ñể
trộn với ñất ñể tạo thành phối liệu giảm tối ña nồng ñộ bụi gây ra, với lượng than pha

chiếm khoảng 90%- 95 % lượng than tiêu hao.
Tại máy ñùn ép chân không, phối liệu ñược ñưa vào buồng chân không, nhờ hệ
thống bơm chân không, không khí ñược hút ra khỏi phốiliệu, làm tăng ñộ ñặc chắc của
gạch mộc, máy ñùn ép có lực lớn tạo ra cường ñộ ban ñầu nhất ñịnh, ñộ ẩm gạch mộc
sau khi máy ñạt là 16%- 19 %, qua hệ thống máy cắt tự ñộng và xếp lên panet, dùng xe
nâng vận chuyển ra sân phơi. ðộ ẩm và cường ñộ gạch mộc ñược khống chế ñảm bảo
cho quá trình xếp gạch mộc lên panet không bị biến dạng.
d. Sấy nung sản phẩm trong lò tuynel.
Sản phẩm mộc sau khi xếp lên xe goòng ñược ñưa vào hầm sấy tuynel nhờ kích
thuỷ lực ñặt ở ñầu hầm. Tác nhân sấy là khí nóng thu hồi từ khí thải lò nung và một
phần khí nóng của vùng làm nguội lò nung.
Sau khi qua Hầm sấy tuynel, ñộ ẩm gạch mộc giảm còn khoảng 0- 5% ñược
ñưa sang lò nung. Nhiên liệu ñược cấp ñể nung chín sản phẩm là than ñã pha trong ñất
+ xếp bổ sung than ñóng bánh dạng tổ ong cài thêm vào khối xếp. Căn cứ vào thí
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

7

nghiệm nhiệt trị của tham mua về và nhiệt lượng cần ñốt chín 01 sản phẩm ñể tính
lượng than chính xác cần xếp bổ sung, ñảm bảo nung chín sản phấm.
e.Ra lò, phân loại sản phẩm.
Sản phẩm sau khi ra khỏi vùng nung ñược làm nguội ở cuối lò nhờ hệ thống
van thu hồi khí nóng và lượng không khí vào từ cuối lò qua 2 quạt thổi lắp trên cửa ra.
Sản phẩm sau khi ra lò ñược công nhân bốc dỡ, phân loại theo tiêu chuẩn kỹ
thuật và xếp kệ, dùng xe nâng 2,5tấn vận chuyển về bãi thành phẩm.
1.2.3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm
Sản phẩm của nhà máy ñạt tiêu chuẩn chất lượng theo TCVN 1450-1998 và
TCVN 1451-1998, TCVN 6355-1998 theo tỷ lệ chất lượng và phẩm cấp sau:

Bảng 1.1: Chỉ tiêu phẩm cấp

Phẩm cấp (%)
TT

Sản phẩm Chất lượng nung
A/mộc (5)
Loại A1 Loại A2
1 Gạch xây các loại 96 90 10
2 Gạch nem tách 90 85 15















Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

8

Bảng 1.2: Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
TT

Chỉ tiêu Loại A1 Loại A2
I Gạch xây các loại
1 Sai số cho phép(mm)
-Chiều dài
-Chiều rộng
-Chiều dày

±7
±5
±3

±8
±6
±3
2 ðộ cong cạnh cho phép

< 2 < 3
3 Mức ñộ nứt, sứt cho
phép
Sứt < 2 vết, chiều dài
<10mm, chiều rộng
<1mm
Sứt < 2 vết, chiều dài <20mm,
chiều rộng < 3mm, cho phép
nứt dọc dài <20mm, rộng 3mm.

4 ðộ hút nước (%) 8-12 8-18
5 Mầu sắc ðỏ hồng Kh ñồng ñều, có thể nhám ñầu
quá 1/2viên, hoặc nhám bề mặt

II Gạch nem tách
1 Sai số cho phép(mm)
-Chiều dài
-Chiều rộng
-Chiều dày

±3
±3
±2

±5
±5
±3
2 ðộ cong vênh bề
mặt(mm)
< 1,5 < 2,0
3 Mức ñộ nứt, sứt cho
phép
Không Sứt < 2 vết, chiều dài < 10mm,
chiều sâu < 1mm, cho phép nứt
1-2 vết dài < 50mm, rộng 3mm.

4 ðộ hút nước (%) ≤12 ≤16
5 Mầu sắc ðỏ hồng Mốc trắng bạc, loang màu hoặc
sẫm mầu
6 Bề mặt hạt sạn cho
phép
Tương ñối láng, Hạt
sạn cho phép ≤ 1mm
Có vết xước, hạt sạn cho phép

≤ 2mm
7 Tiếng kêu Thanh Kém thanh
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

9

1.2.4. So sánh giữa gạch tuynel và gạch thường:
Theo quy trình công nghệ thì gạch tuynel có ñộ tin cậy, thẩm mỹ và chất lượng
hơn hẳn các loại gạch thủ công, do ñược chế tạo trong lò Tuynel. Gạch ñược cấp liên
tục vào lò người chiều với chiều chuyển ñộng của dòng nhiệt ñể gia nhiệt cho viên
gạch. Chính nhờ ñặc ñiểm công nghệ này mà nhiệt ñược tận dụng tối ña giữa các giai
ñoạn, lượng khí thải hầu như không còn.
Quá trình sản xuất liên tục cũng tiết kiệm ñược nguyên liệu và bảo ñảm các
viên gạch ít bị hao, vỡ, biến dạng so với gạch thủ công.
Còn với gạch nung trong các lò thủ công, do nhiên liệu sử dụng chủ yếu là củi,
than.
- Gạch ñược xếp trong lò cố ñịnh, nhiệt ñược di chuyển từ dưới ñược tận dụng
ñể sấy sản phẩm ở trên. Không tận thu ñược nguồn nhiệt, phát thải ra môi trường.
- Không duy trì ñược nhiệt ñộ cao như gạch tuynel nên gạch sẽ sống, chín
không ñều làm cho ñộ cứng thấp và ñộ hút nước cao
- Lò ñược ñốt gián ñoạn theo từng ñợt sản phẩm. Theo công nghệ này lò thủ
công khi vận hành sẽ gián ñoạn, sản xuất theo từng mẻ, tiêu hao nhiều nhiên liệu.
- Chất lượng sản phẩm, mẫu mã không ñồng nhất.v.v….
- Chi phí giá thành kinh tế cao, hiệu quả kinh tế thấp.
Dưới ñây là một số chỉ tiêu so sánh giữa chất lượng của sản phẩm gạch nung
(gạch tuynel) với gạch thủ công.

Bảng 1.3: So sánh một số chỉ tiêu chất lượng giữa 2 loại sản phẩm
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

10


TT

Nội dung Gạch ñất sét nung
(tuynel)
Ưu ñiểm của gạch tuynel
so với gạch thường
1 Vật liệu sản xuất ðất sét, than, nước,
phụ gia.
Gia tăng ñược kết cấu, có chỉ
tiêu phân tích cụ thể thành
phần nguyên liệu.

2 Tỷ trọng (kg/m
3
) 1600 Nhẹ hơn gạch ñặc, giảm kết
cấu và trọng lượng công
trình.
3 Trọng lượng (kg) 5 viên ≤ 10kg Trọng lượng của gạch ñặc
nặng hơn với cùng loại kích
cỡ
4 ðộ chính xác chiều dài,
rộng và cao (mm)
± 6; ± 4 và ± 3 Gạch ñược cắt tự ñộng bằng
máy, nên rất ñều giảm phần
vữa xây dựng và trát tường.
5 ðộ hút nước 18% ðảm bảo tường ñược ñồng
nhất, ít bị thấm ẩm
6 Lắp ráp ñường ñiện,
nước, ñóng ñinh lên
tường
Thuận lợi, dễ dàng Thao tác nhanh, dễ dàng
7 Tốc ñộ xây dựng trong
một ca (m
2
/ca)
8-12 Tốc ñộ xây dựng nhanh hơn,
thuận lợi cho công nhân, ít
tiêu tốn vữa
8 Nứt, sứt góc cạnh 5%-10% ðược chế tạo theo công
nghệ, ñảm bảo ñược chất
lượng.
9 Mầu sắc - ðẹp, ñồng ñều sản phẩm

10 Ứng dụng trong tương
lai
Càng tăng ðược ứng dụng rộng rãi,
ngày càng tăng

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

11

1.2.5. Các hệ máy trong dây chuyền sản xuất
a. Hệ thống máy cấp liệu thùng:
Khái niệm:
ðối với mỗi một dây chuyền sản xuất thì hệ thống cấp nguyên liệu có vai trò
quan trọng trong hệ thống dây chuyền sản xuất, nhằm ñể chứa và phân biệt các nguyên
liệu ñầu vào riêng biệt ñể cung cấp vật liệu cho dây chuyền theo yêu cầu sản xuất.
Trong hệ thống dây chuyền sản xuất gạch tuynel này sử dụng hai máy cung cấp
nguyên liệu.
+ Máy cấp nguyên liệu ñất.
+ Máy cấp nguyên liệu than ñể phối trộn.
Hai máy này có nguyên lý như nhau, chỉ khác về kích thước, công suất, ñộng cơ
khác nhau…
Cấu tạo và nguyên lý hoạt ñộng của hệ thống cấp liệu:

Hình 1.1: Cấu tạo máy cấp liệu
Cấu tạo:
Cấu tạo của hệ thống cấp liệu gồm các thành phần cơ bản sau:
1.Bản nạp liệu; 2.Khung hình hộp; 3.Trục bị dẫn; 4.Cơ cấu căng xích
7.ðộng cơ; 5.Các tấm ngăn; 6.Búa; 8.Bộ truyền ñai; 9.Bộ truyền bánh
10.Trục mang dao thái

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

12

Nguyên lý làm việc:
Khi máy cấp liệu bắt ñầu hoạt ñộng, nguyên liệu ñược ñưa vào phía trên miệng
phễu và ñược ñịnh lượng bằng cách thay ñổi khoảng cách giữa các mép dưới của ngăn
với bản mặt. Lúc này bản nạp liệu gồm 2 dải xích kéo kiểu bản - ống con lăn, giữa 2
dải xích ñược hàn các tấm thép có các dao nắp trên trục 10 hoạt ñộng cắt những khối
ñất lớn và trộn ñều các thành phần nguyên vật liệu.
Cơ cấu dẫn ñộng của máy gồm có ñộng cơ ñiện 7, hộp giảm tốc, bộ truyền ñai
8, bộ truyền bánh răng 9 ñưa nguyên liệu xuống phiễu liệu.
ðối với máy cấp liệu than hoạt ñộng cũng tương tự như máy cấp nguyên liệu
ñất, chỉ khác là có thiết kế chế tạo nhỏ hơn.
Thông số kỹ thuật của hệ thống cấp liệu:
- Năng suất Q = 20- 25 m
3
/h
- ðộng cơ ñiện : N = 4 +3 = 7 kw.
- Kích thước bao: 6.000 x 2.400 x 1600 mm
- Thể tích thùng chứa: 3,2 m
3

b. Hệ thống máy nhào trộn


Hình 1.2: Máy nhào trộn
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

13

Khái niệm:
Hệ thống gia nhào trộn ñược sử dụng trên dây chuyền thiết bị có vai trò quan
trọng trong hệ thống dây chuyền của nhà máy, Máy nhào trộn có nhiệm vụ là phối trộn
nguyên liệu ñất và nguyên liệu than ñược ñồng ñều nhất, ñảm bảo tỷ lệ phối trộn cũng
như thành phần cơ lý của sản phẩm theo yêu cầu sản xuất.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt ñộng:
1-ðộng cơ
2-Hộp số
3-Trục nhào có gắn dao nhào
4-Thùng nhào trộn
Nguyên lý hoạt ñộng:
Sau khi nguyên liệu ñược ñưa lên băng tải 1 chứa thành phần ñất và than
chuyển ñến hệ thống cán thô; máy nhào thái có nhiệm vụ nhào trộn ñể tạo ra nguyên
liệu có thành phần phối trộn ñồng ñều và ñồng thời trong quá trình ñó có nhiệm vụ thái
băm nhỏ nguyên liệu rồi ñược ñưa ñến hệ thống máy cán thô trên băng tải 2.
Thông số kỹ thuật thiết bị:
- Năng suất : Q = 28-35 m
3
/h.
- Công suất ñiện: 55 kw
- Kích thước bao: 5.000 x 2.500 x 1.300 mm
Nhận xét:
Máy trộn liệu này là dạng máy trộn làm việc theo chu trình, phía trong máy trộn
ñược chế tạo bằng một lớp kim loại chống mài mòn và bảo vệ thùng trộn. Máy ñược
tháo lắp ñơn giản, thuận lợi cho việc di chuyển, bảo dưỡng và sửa chữa.
c. Hệ thống cán thô:
Khái niệm:

Hệ thống gia công thô ñược sử dụng trên các thiết bị là máy cán trục, máy nhào
trộn, máy nghiền. Trong hệ thống dây chuyền của nhà máy nhóm máy này có nhiệm
vụ chính là phá vỡ bước ñầu cấu trúc tự nhiên của nguyên liệu (khối lớn, nhỏ…).
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

14

Cấu tạo và nguyên lý hoạt ñộng:

Hình 1.3: Cấu tạo máy nghiền thô
Cấu tạo gồm:
1,4: Các bánh nghiền; 2:Trục mang bánh nghiền; 3:Trục chính; 5:
Mân nghiền; 6: Hộp giảm tốc; 7: Khớp nối; 8: ðộng cơ; 9: Trục dẫn
ñộng cặp bánh răng nón; 10: Bộ truyền bánh răng nón.
Nguyên lý hoạt ñộng:
Sau khi nguyên liệu ñược ñưa ñến hệ thống cán thô, tại ñây nguyên liệu ñược
máy cán thành những nguyên liệu có kích thước nhỏ ñến 5mm, tạo ra nguyên liệu có
ñộ mềm dẻo và tơi rồi tiếp tực ñược ñưa lên băng 3 ñến hệ thống máy nhào lọc.
Bộ phận công tác chính của máy là 2 con lăn nghiền, lăn trên một mặt phẳng
nào ñó, nhờ sức nặng của con lăn ñể nghiền nguyên liệu. Khi trục 3 quay làm các con
lăn trên mâm nghiền 5, ñồng thời chúng cũng tự quay quanh trục 2. Trục 2 ñược gắn
khớp với trục 1 nên các con lăn dễ dang ñược nâng lên hạ xuống, khi gặp những
nguyên liệu quá cứng không nghiền nhỏ ñược, sẽ tránh làm gẫy trục 2. Các khối
nghiền có thể ñược nâng lên hạ xuống nhờ hệ cánh tay ñòn nhằm ñảm bảo chiều dày
cần thiết của nguyên liệu trên mâm.
Trục 3 ñược ñẫn ñộng nhờ ñộng cơ 8 thông qua khớp nối 7 va hộp giảm tốc 6
tới bộ truyền bánh răng nón 10, ngoài ra trên trục 3 còn lắp các cánh gạt ñể gạt sạch
vật liệu dính bám ở thành bên và ñáy mâm.
Thông số kỹ thuật của hệ thống:
- Năng suất : Q = 20 m

3
/h.
- ðường kính quả cán : 900 mm
- Chiều dài quả cán: 700 mm.
- Công suất ñiện: 44 kw
- Kích thước bao: 3.500 x 2.800 x 1.300 mm

9

10
6

7

8

5

4

3

2

1

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

15

Nhận xét:
Máy cán thô là dạng máy gia công sơ bộ nguyên liệu, làm việc theo kiểu cưỡng
bức theo chu kỳ, cấu tạo cũng ñơn giản thuận lợi cho việc vận hành và lắp ñặt. Thuận
tiện cho việc sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị….
d. Máy nhào lọc:



Hình 1.4: Cấu tạo máy nhào lọc
Khái niệm:
Hệ thống máy lọc nói chung là thành phần không thể thiếu trong các nhà máy
sản xuất, như Nhà máy sản xuất bê tông, Nhà máy sản xuất gạch không nung…. Máy
nhào lọc trong dây chuyền sản xuất gạch, công ñoạn gia công mịn là rất quan trọng, ñể
tạo ra sản phẩm có nguyên vật liệu ñược ñồng nhất và loại bỏ ñược các tạp chất.
Cấu tạo: Gồm các thành phần:
1.Cửa xả; 2.Nắp thùng; 3.Cánh trộn; 4.Trục trộn; 5.Cặp bánh răng truyền
ñộng; 6.Khớp nối; 9.ðộng cơ; 7.Hộp giảm tốc; 8.Khớp nối ma sát;
10.Thùng trộn
Máy trộn bao gồm: thùng trộn 10, nắp thùng trộn 2, trong thùng trộn bố trí các
trục trộn 4 trên có lắp các cánh trộn 3. Hai trục trộn quay ngược chiều nhau và ñược
dẫn ñộng từ ñộng cơ 9, thông qua khớp nối ma sát 8, hộp giảm tốc 7 và cặp bánh răng
truyền ñộng 5.
Nguyên lý hoạt ñộng của máy nhào lọc:
Hệ dẫn ñộng của máy nhào lọc gồm ñộng cơ và hộp số, nối với hai trục. Thùng
trộn nằm ngang và có dạng hình khối. Bộ phận làm việc gồm có cánh trục có gắn dao
và xoắn.
Nguyên liệu ñược ñưa vào qua miệng phiễu, máy hoạt ñộng kéo theo hai trục
hoạt ñộng, dao trên cánh trục ñược thiết kế ñế băm nhỏ nguyên liệu và bộ xoắn trên
1

2

3

4

5

6

7

8

9

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

16

trục ở ñây có sự tương quan hợp lí nhất giữa vận tốc chuyển ñộng vòng và vận tốc di
chuyển dọc trục của nguyên vật liệu, ñể ñảm bảo ñược thời gian cần thiết cho các phối
liệu di chuyển từ của nạp ñến của xả (lưới lọc) và ñã ñạt ñược chất lượng nhào trộn
cần thiết. Tại ñây hệ thống sàng chỉ cho phép nguyên liệu ñủ kích thước ñược lọt qua
mắt sàng còn các thành phần khác như sỏi, ñát, rác túi ni lông ñược lọc và cho ra
ngoài.
Ngoài ra còn có hệ thống phun nước ñể ñảm bảo ñộ ẩm cần thiết cho phối liệu.
Thông số kỹ thuật:
- Năng suất : Q = 28 - 35 m
3

/h.
- Công suất ñiện: 75 kw.
- Kích thước bao: 5.000 x 2.500 x 1300 mm
e. Máy cán mịn:




Hình 1.5: Máy cán mịn
Khái niệm:
Máy cán mịn có công suất 20T/h, là hệ máy trong dây chuyền, quả cán thép có
ñường kính khe hở từ 3-4mm, sẽ cán nguyên liệu ñược từ máy nhào lọc thành những
hạt nhỏ có ñường kính không quá 4mm ñể ñảm bảo ñộ ñồng nhất nguyên liệu và chất
lượng sản phẩm sau khi ñược tạo hình.
Cấu tạo: Gồm các thành phần:
1.Hộp giảm tốc; 2.ðộng cơ; 3.Trục nghiền; 4.Bộ phận ñiều chỉnh khe
hở giữa 2 trục nghiền (e); 5.Cặp bánh răng ñặc biệt; 6.Bộ truyền ñai
6

1

2

3

4
5